高考物理重难点剖析：热学气体理论

《高考物理重难点剖析：热学气体理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第二篇气体分子运动和热力学基础1、研究对象热现象及其运动规律2、研究方法气体分子运动论研究微观本质，热力学研究宏观规律，两者的方法不同，相辅相成。第六章气体动理论§6—12、3理想气体的宏观与微观描述一、宏观：平衡态状态参量（P、V、T）—=C（气体质量一定）TPV=d-RT=yRT（R=8.31Jmol」K",普适气体常数）Mmo!描述参量有儿何参量、力学、化学和电磁学四种常用的参量。二、微观：大量分子组成（1）全同粒了；（2）每个粒子运动适从牛顿定律；（3）总数大，遵从统计规律；（4）体积可忽略（由气体到固体，体积缩小1000

2、倍，分子间平均距离是其线度的Viooo=io倍）；（5）一般情况下自由的（分子间作用距离缩小，大多数吋间内分子间距离较其作用距离大很多）；（6）弹性碰撞，时间不计（作用力是保守力，且作用时间很短）。三、压强公式2P=neo3其中n是单位体积内的分子数，石是分子的平均平动动能。推导：如图设仏厶内有N个分了，质量为m。1、大量分子遵从统计规律V2=V2=V2——————1——二丄二—=>V,V2=V；」V2V2=v：+v；+v；3入y乙3=丄mV?到达A?后来冋一次时间为22、某个分子与Ai碰一次，冲量为2mVx（弹性碰撞），所以单

3、位时间作用在A,的冲量为2mV%Vx2L,mV：斜则某个分子单位时间与九的碰撞次数为着3、大量分子i=lJmNIII,亠厂乙*.xji=l/V2FIXVdPdT按定义上叱J磧L,L2L3tTNNyv2L2L3L.L.L3台，x1—7=>P=-nmV23故P=—n(o3注意:（1）推导过程体现了分子物理的研究方法——统计规律（不是力学规律）;（2）没有考虑分了与分了Z间的碰撞，但不影响结果；（3）公式本身不能直接证明，但口J以解释和推导出很多实验定律。四、几个有用的公式和推论1、P=nkT阿伏加德罗定律•••PV=RTmol•・P=

4、严，kTk=&1.38x]OTk,波尔兹曼常数例：一容器内储有气体，温度为27°C。问：（1）压强为1,013X105Pa时,在In?中有多少个分子;（2）在高真空时,压强为1.33X10_5Pa,在In?中有多少个分了？解：按公式P=nkT可知，(1)n=—=LO13^°5m-3=2.45x1025m'3kT1.38xlO_23x3OO/C、P1.33X105-3QO11门15〜-3(2)n=——=m=3.21x10mkT1.38x10一23x30()口J以看出，两者相差10®倍。AN=g-m)V°=(+kl]Vo•/P)»P°

5、,T]«To=1.88x10"个,卧空=1・0"0臥1.33><心*ISO；T,k5731.38x10—232、由為"）省个分子）1——Q而一摩尔分子-MmolV2=-RT注意:（1）指出温度德真实含义，说明绝对零度不可能达到;（2）歹关于参照系的问题（分子的质心系）；(1)可得出均方根速率例：试求氮气分子的平均平动动能和方均根速率，设(1)在温度t=1000°C时，(2)在温度t=O°C时，(3)在温度t=-150°C时。解：(1)1000°C时，—33co=-kT=-xl.38x1023X1273J=2.63xIO'20J12

6、m/s=1.06xl()3m/s(2)同理，在t=O°C时,—33(D=-kT=-xl.38xlO-23x273J=5.65x10~21J12m/s=493m/s3kT_3x8.31x273M^=V28xlO-3(3)在温度t=—150°C时,_3313x8.31x123428x10」co=-kT=-xl.38x10~23xl23J=2.55xIO-21Jm/s=331m/s3、迈耳顿分压定律设冇n种不同的气体混合储存在同一容器屮，温度相同,co=-kT^2»CD]=CO2==CO设单位体积含各种气体的分子数分别为nj>n2>…则

7、单位体积总分子数n=叫+口2+…2-2-2—2——P=—neo=—(!!]+口2+…)3=_从31+—n2CO2+…=>p=P]+P?+…7——9——其中P]=_比3],P2=—n2(o2,…，为积分压强。混合气体的压强等于组成混合气体的各成份的分压强之和。§6-4能均分原理（定理），理想气体的内能一、自由度：决定一个物体的位置所需要的独立坐标数（1）自由运动的质点有3个自由度（平动，X、Y、Z）；（2）自由运动的刚体冇6个自由度（3个平动，3个转动）；点X、Y、Z,方位角a、（3、丫，cos2a+cos2P+cos2y=1（3）

8、当物体运动受到限制时，自由度数会减少；（4）分子的自由度；（a）单原了分了，3个（b）双原子分子，3个平动，2个转动，1个振动，共6个（常温下5个）（c）多原子分子（3个或3个以上原子组成的分子）一般情况下，n个原子组成的分子，最多冇3n个自由度。